Umstellung erfolgt: So grün ist Ethereum nach dem großen Merge

Die zweitgrößte Kryptowährung Ethereum wechselte im September 2022 sein Konsensverfahren und spart damit 99,9 Prozent seines Energiebedarfs ein. Kann dieser Schritt hin zu mehr Umweltschutz Ether zukünftig als globale Währung etablieren? Über die Vorteile von Kryptowährungen wird gern gesprochen. Doch wer sich umfassend mit der Materie befassen möchte, muss auch einen Blick auf die negativen Aspekte werfen. Ganz vorn mit dabei ist die hohe Umweltbelastung. Allein Bitcoin hat durch die benötigten Rechenoperationen einen so hohen CO₂-Fußabdruck wie die Stadt Hamburg. Wie man es besser machen kann, zeigt nun ein anderer Big Player auf dem Kryptomarkt: Ethereum.

Anleger und Trader, die in Kryptowährungen investieren und für ihr Portfolio Ethereum kaufen möchten, kommen in der Fachpresse und in den allgemeinen Medien an einem Thema nicht vorbei: Der Big Merge. Nach einer langen Vorbereitungsphase hat Ethereum im September in mehreren Einzelschritten die große Zusammenführung umgesetzt, die die Plattform lange angekündigt hatte.

Ethereum und der Big Merge

Mit dem Ethereum Merge ist die Fusion der Beacon Chain – der Konsensebene für Shard Chains – mit dem Mainnet gemeint. Letzteres bezeichnet die primäre öffentliche Blockchain für die Ethereum-Produktion. Bei der Umstellung zu Ethereum 2.0 kommt dieser Zusammenführung die bedeutendste Rolle zu.

Der Merge gilt als eines der größten Ereignisse auf dem Kryptomarkt in den letzten Jahren. Erstmalig wurde der Konsensmechanismus in einem laufenden Blockchain-Netzwerk geändert. Große Erwartungen wurden in den sogenannten Big Merge gesetzt. Viele Anleger hofften, er verhilft Ethereum zukünftig zu mehr Effizienz und einem effektiven Wachstum. Bevor die Fusion jedoch vonstattengehen konnte, brauchte es eine lange Vorbereitungsphase.

Bereits am 1. Dezember 2020 wurde eine Testphase mit der Beacon Chain gestartet, sodass bereits das Staking von Ethereum gelang. Die komplette Umstellung von PoW auf PoS war zunächst für den Juni 2022 geplant. Später wurde sie auf den Herbst verschoben. Trotz dieser Verzögerung war man sich einig, dass Eile geboten war. Denn durch den Proof of Stake kann Ethereum nicht nur Energie einsparen, sondern schafft auch mehr Transaktionen pro Sekunde.

INFO: Der höhere Durchsatz liegt nicht direkt am Algorithmus. Vielmehr resultiert er aus der verbesserten Sicherheit trotz des Shardings. Hierbei kann ein Netzknoten gleichzeitig mehrere Shard-Chains absichern. Vor dem Merge war Ethereum auf rund 15 Transaktionen pro Sekunde beschränkt. Nun sind bis zu 100.000 Transaktionen pro Sekunde möglich.

Obgleich der Big Merge 2022 erfolgreich verlief, werden sämtliche neue Funktionen von Ethereum 2.0 voraussichtlich erst 2023 eingeführt. Für den reibungslosen Ablauf des gesamten Prozesses veröffentlichten die Entwickler der Kryptowährung einen Strategieplan mit drei Phasen:

• Phase 0 – Einführung der Beacon Chain am 1. Dezember 2020
• Phase 1 – Zusammenführung der Beacon Chain und des Mainnets am 15. September 2022
• Phase 2 – Implementierung der Shard Chains voraussichtlich 2023

Zwischen den Phasen 1 und 2 wurde das Ethereum-Mainnet in einen Shard umgewandelt. Bis zu diesem Augenblick war der Algorithmus Proof of Work aktiv, wurde danach jedoch in Proof of Stake umgewandelt. Teilweise wird dieser Prozess als Phase 1.5. bezeichnet.

Proof of Work vs. Proof of Stake: Die Bedeutung des Konsensmechanismus

Noch im Jahr 2017 wurden für das Ethereum-Mining 299 Megawatt Strom verbraucht. Der hohe Bedarf resultiert aus dem Algorithmus Proof of Work, der Ethereums Sicherheit und Dezentralität sicherstellte. Das Verfahren konnte verhindern, dass fremde Instanzen ins System eingriffen.

Bedeutet dies nun, da Ethereum auf den Proof of Stake setzt, dass mit Sicherheitsproblemen zu rechnen ist? Auf die Frage gibt es keine einfache Antwort. Schaut man sich den Konsensmechanismus genau an, werden im Vergleich zu PoW viele Vorteile deutlich:

• Beim PoW müssen Miner hochkomplexe Rechenaufgaben lösen, um als erstes einen neuen Block an die Blockchain anzufügen. Dagegen werden die Transaktionen beim PoS zufällig von den Nutzern bestätigt. Dementsprechend profitiert Ethereum 2.0 von einem geringeren Energieverbrauch als Ethereum 1.0.
• PoW geht mit einer niedrigen Skalierbarkeit und Geschwindigkeit einher. Beides ist beim PoW-Konsens deutlich höher, da weniger Nutzer Transaktionen auf der Blockchain überprüfen.
• Während Ethereum auf den Konsens PoW setzte, galt es als „Coin für Wohlhabende“. Der Grund: Je langsamer eine Transaktion durchgeführt wird, desto höher steigen die Gebühren. PoS kann die Geschwindigkeit bei Ethereum 2.0 deutlich steigern, sodass Nutzer von fallenden Transaktionsgebühren profitieren.

Fairerweise muss gesagt werden, dass sich genau der Mechanismus, der Energie einspart, negativ auf die Dezentralität auswirken kann. Denn die Wahrscheinlichkeit, eine Transaktion bestätigen zu dürfen, steigt mit der Anzahl der als Sicherheit hinterlegten Coins im Netzwerk. Das bedeutet, wer bereits viele Coins besitzt, kann dadurch seinen Einfluss auf die Blockchain stärken. Dennoch bleibt die Dezentralität bei Ethereum 2.0 sehr hoch.

Zusammengefasst führt der Merge bei Ethereum zu mehr Leistung mit weniger Energie. Das wirkt sich positiv auf die Effizienz der Kryptowährung aus und verhilft ihr zum „grünen Durchbruch“.

So grün ist Ethereum nach dem Merge

Mit der Fusion von Beacon Chain und Mainnet sollte Ethereum umweltverträglicher und nachhaltiger werden. Ob diese Ziele tatsächlich erreicht wurden, verrät ein Blick auf den Energieverbrauch der Kryptowährung vor und nach dem Merge.

Bevor Ethereum als Konsensmechanismus PoS nutzte, wurden für eine Transaktion 206 Kilowattstunden Energie benötigt. Das entspricht in etwa dem monatlichen Stromverbrauch in einem Zwei-Personen-Haushalt. Im Jahr 2022 lag der Verbrauch bis September zwischen 46,31 und 93,98 Terawattstunden. Die Umstellung konnte ihn um 99,9 Prozent senken. Eine einzelne Transaktion verbraucht nun im Schnitt nur noch 0,03 Kilowattstunden Strom. Das entspricht einem CO₂-Fußabdruck von 0,01 Kilogramm.

INFO: Im Jahr liegt der CO₂-Fußabdruck von Ethereum 2.0 bei 0,1 Millionen Tonnen. Was zunächst hoch klingt, relativiert sich mit einem Blick auf Ethereums CO₂-Fußabdruck mit dem Konsens PoW. Dieser betrug pro Jahr laut der Entwickler rund 33 Millionen Tonnen CO₂.

Während die Umstellung vom Proof of Work zum Proof of Stake für viele Ethereum-Miner einen Verlust darstellt, ist sie für die Umwelt ein Gewinn. Die deutliche Senkung des CO₂-Fußabdrucks macht die beliebte Kryptowährung günstiger, effizienter und nachhaltiger. Diese Entwicklung kann dabei helfen, den restlichen Kryptomarkt zum Umdenken zu bewegen.